本题导读

本题是圆锥曲线的压轴综合题。第一问通过点到直线的距离公式建立 的等量关系求离心率;第二问结合圆的对称性(直径中点即圆心)处理中点弦问题,利用韦达定理和弦长公式确定椭圆方程。

📌【题干】

Question

(2015年陕西卷(理)) 已知椭圆 () 的半焦距为 ,原点 到经过两点 , 的直线的距离为 .

(I)求椭圆 的离心率 ;

(II)如图, 是圆 的一条直径,若椭圆 经过 两点,求椭圆 的方程.

🔍【思路分析】

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  1. (I)问思路:
    • 写直线方程:由截距式写出过 和 的直线方程 。
    • 点到直线距离:利用公式 。
    • 转化求 :由 建立 关系,利用 和 求解。
    1. (II)问思路:
    • 利用对称性: 是圆的直径,说明圆心 是线段 的中点。
    • 建立方程关系:由(I)求得的 可知 的比例关系,设椭圆方程为 。
    • 处理中点弦:
      • 方法一(韦达定理):设直线 斜率为 ,联立方程,利用 求出 ,再利用 (圆的直径)求出 。
      • 方法二(点差法):设 ,代入椭圆方程作差,利用中点坐标 直接求斜率 。

✅【答案】

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椭圆 的方程为

✍【详细解析】

Abstract

(I)求椭圆 的离心率

经过点 和 的直线方程为 ,即 。 原点 到直线的距离 。 又因为 ,所以 。 已知 ,则 。 由 得 。 则离心率 。 所以 。

(II)求椭圆 的方程

由(I)知 ,椭圆方程可化为 ,即 。 因为 是圆 的直径, 所以中点为 ,且弦长 。 设 ,由于 关于 对称,则 。 使用点差法: 两点在椭圆上,则: 代入中点坐标数据: 即直线 的斜率 。 直线 方程为 ,即 。 联立 。 。 则 ,。 由弦长公式 。 。 所以 。 椭圆 的方程为 。

💡【考点归纳与避坑指南】

Danger

  • 核心考点:椭圆基本量 互求;中点弦斜率公式 (本题可直接套用或推导);弦长公式的应用。
  • 核心方法:点差法。在已知弦中点坐标求解直线斜率或参数时,点差法比联立韦达定理更简洁。
  • 避坑指南:
    1. 计算 时,注意是圆的直径而非半径。
    2. 计算斜率 后,代入联立方程时要检查判别式 (本题由于经过 点, 必大于 0)。

📖【试题探源与推广】

Tip

*结论推广: 对于椭圆 ,若弦 的中点为 ,则 。 *方法推广: 涉及圆与圆锥曲线位置关系时,圆的几何性质(如直径、垂径定理)往往是化简计算的突破口。

  • 相关知识点:圆的性质、一元二次方程根与系数的关系。

🔗【关联脉络】

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